百科知识 双离合变速器完美展现汽车性能

双离合变速器完美展现汽车性能

时间:2023-12-06 百科知识 版权反馈
【摘要】:双离合变速器,英文全称为Dual Clutch Transmission,简称DCT,因为其有两组离合器,所以称其为“双离合变速器”。双离合变速器按冷却方式分为干式双离合和湿式双离合。图2-10双离合变速器结构DSG则可以想象为将两台手动变速器的功能合二为一,并建立在单一的系统内。S tronic的特点:挡位多且承受转矩高:除去超级跑车保时捷911以及日产GT-R的双离合变速器,纵置式S tronic可以承受的转矩较

双离合变速器完美展现汽车性能

双离合变速器,英文全称为Dual Clutch Transmission,简称DCT,因为其有两组离合器,所以称其为“双离合变速器”。

双离合变速器结合了手动变速器和自动变速器的优点,没有使用变矩器,转而采用两套离合器,通过两套离合器的相互交替工作来达到无间隙换挡的效果。两组离合器分别控制奇数挡与偶数挡,具体来说就是在换挡之前,DCT已经预先将下一挡位齿轮副啮合,在得到换挡指令之后,DCT迅速向发动机发出指令,发动机转速升高,此时先前啮合的齿轮副迅速结合,同时第一组离合器完全放开,完成一次升挡动作,后面的动作依此类推。

因为没有了液力变矩器,所以发动机的动力可以完全发挥出来,同时两组离合器相互交替工作,使得换挡时间极短,发动机的动力中断也就非常有限。作为驾驶员最直接的感觉就是,切换挡动作极其迅速而且平顺,动力传输过程几乎没有间断,车辆动力性能可以得到完全地发挥。与采用液力变矩器的传统自动变速器比较,DCT的换挡更直接,动力损失更小,燃油消耗可以降低10%以上。

双离合变速器按冷却方式分为干式双离合和湿式双离合。从工作原理和基本构造上,干式双离合与湿式双离合变速器并没有本质上的差别,不同之处在于双离合器摩擦片的冷却方式:湿式离合器的两组离合器片工作在一个密闭的油槽中,通过浸泡着离合器片的变速器油吸收热量,而干式离合器的摩擦片则没有密封油槽,需要通过风冷散热。

基于DCT技术的各公司的不同变速器:

大众DSG(Direct Shift Gearbox);奥迪S Tronic;宝马M DKG(Doppel Kuppling Getriebe,M Double Clutch Gearbox)或MDCT(Dual Clutch Transmission);福特沃尔沃PowerShift;保时捷PDK(Porsche Doppel Kupplung);三菱TC-SST(Twin Clutch-Super Sport Transmission);日产GR6(Rear Gearbox 6 Speed);比亚迪DCT(Dual Clutch Transmission)。

1.大众DSG

DSG(Direct Shift Gearbox)的中文意思为“直接换挡变速器”,DSG只是大众对自己买断的双离合技术的专有称谓而已。

DSG变速器的工作过程中总是有2个挡位是接合的,一个正在工作,另一个则为下一步做好准备;手动模式下可以进行跳跃降挡:如果起始挡位和最终挡位属于同一个离合器控制,则会通过另一离合器控制的挡位转换一下;如果起始挡位和最终挡位不属于同一个离合器控制,则可以直接跳跃降至所定挡位。

DSG除了拥有手动变速器的灵活及自动变速器的舒适外,它更能提供无间断的动力输出,这完全有别于两台自动控制的离合器。DSG主要由以下几个部分组成:两个基本3轴的6前速挡机械变速箱、一个内含两套多片式离合片的电子液压离合器机构、一套变速箱ECU。不同于普通的双轴变速箱或单输入轴系统,DSG变速器除了具有双离合器外,更具备同轴的双输入轴系统,而且将6个前进挡分别置于两边各自的从动轴上。传统的手动变速器使用一台离合器,当换挡时驾驶员须踩下离合器踏板,令不同挡的齿轮做啮合动作,而动力就在换挡期间出现中断,令输出表现有所断续,如图2-10所示。

图2-10 双离合变速器结构

DSG则可以想象为将两台手动变速器的功能合二为一,并建立在单一的系统内。DSG内含两台自动控制的离合器,由电子控制及液压推动,能同时控制两组离合器的动作。当变速器动作时,一组齿轮副被啮合,而接近换挡之时,下一组挡位的齿轮副已被预选,但离合器仍处于分离状态;当换挡时一套离合器将使用中的齿轮副分离,同时另一套离合器啮合已被预选的齿轮副,在整个换挡期间能确保最少有一组齿轮副在输出动力,令动力不会出现间断的状况。

为配合以上运作,DSG的传动轴被分为两个,一个是实心的传动轴,而另一个则是在外面套着的空心传动轴。实心的传动轴连接1挡、3挡、5挡及倒挡,而外面空心的传动轴则连接2挡、4挡及6挡,两套离合器各自负责一个传动轴的啮合动作,引擎动力便会由其中一个传动轴做无间断的传送。考虑到零件使用寿命,设计人员选择了油槽膜片式离合器,离合器动作由液压系统来控制。

由于使用两套离合器并且在换挡之前下一挡位已被预选啮合,因此DSG的换挡速度非常快,只需不到0.2 s的时间,比最好技术的专业车手的手动变速还快,因此同一辆车使用DSG比使用MT的加速来得要快。

在实际驾驶中,DSG给人的感觉是在整个换挡过程中感觉不到一点儿顿挫或推拉,仅仅能从转速表上可以反映出挡位在变动。此外,DSG还有多种驾驶模式,如运动模式,在电子程序的帮助下该模式的加挡明显迟缓而减挡则有了很大的改进,换挡时间也调得更短,犹如驾驶跑车一般。驾驶员还可以通过扳动换挡杆或按一下方向盘上的按钮随时将自动模式切换到手动模式,提供富有动感的驾驶方式。方向盘两边的换挡按钮能使驾驶员在不触动换挡杆的情况下就可以进行加挡或减挡的动作,就像F1车手驾驶F1赛车一样。在激烈的驾驶环境下,例如在高速弯道时,手动换挡往往显得非常有必要,在DSG的帮助下,驾驶员在换挡的过程中还能体验到油门自动增加的特殊乐趣。

2.奥迪S tronic

S tronic,即奥迪双离合变速器。有人说S tronic就是换了名字的大众DSG,这句话只说对一半,因为用于奥迪A3的7速以及TT上的6速横置双离合变速器(图2-11)的确是大众的干式DQ200和湿式DQ250,但是,用在Q5上的7速双离合变速器(图2-12)却是一款纵置式全时四驱双离合变速器,而大众的DSG产品线是没有这款产品的。

两款横置式S tronic 7速与6速变速器分别可承受250 N·m和350 N·m的转矩,完全能够适应前驱轿车。用在Q5上的纵置式S tronic变速器能够承受超过500 N·m以上的转矩。

S tronic的特点:

挡位多且承受转矩高:除去超级跑车保时捷911以及日产GT-R的双离合变速器,纵置式S tronic可以承受的转矩较其他车型更高。横置式7速双离合变速器虽然挡位较6速的更多,但其干式结构影响了转矩传递,使之性能不如6速,而S tronic既实现了7段变速又能承受更高转矩,让舒适与性能共存。

装备横置式S tronic双离合变速器的车型为奥迪A3、TT;装备纵置式S tronic双离合变速器的车型为奥迪Q5、A5。

3.福特Powershift(www.daowen.com)

Powershift双离合变速器是由福特集团与著名的变速器生产厂家格特拉克共同研发的。目前,在国内装备Powershift的有沃尔沃C30、XC60、S60以及福特蒙迪欧致胜的部分车型,如图2-13所示。

图2-13 福特Powershift双离合变速器

Powershift双离合变速器于2008年问世,是以手动变速器所用的技术为基础的。该变速器拥有6个前进挡,有两个相互独立的湿式离合器,最大可以承受450 N·m的转矩。

Powershift双离合变速器最大的特点并不是换挡速度快,而是拥有堪比CVT的极佳换挡平顺性。由于可以承受较大的转矩,因此该变速器可以使用在一些大功率车尤其是柴油车上。不过由于该变速器追求的不是换挡速度,因此在加速性上并不是十分理想。

6挡的PowerShift双离合变速器质量相对较轻,比目前市面上大多数4挡变速器还要轻。轻量化设计和极小的动力损失能节省大约9%的燃油消耗。

4.保时捷PDK

PDK(Porsche Doppel Kupplung,保时捷双离合变速器)双离合器变速器为保时捷公司的独创技术,近年来因为大众汽车的大力推行而在市场上获得了极高的知名度。但事实上,保时捷在1983年便已经将PDK双离合变速器用于956赛车上,并在1984年与1985年用于962赛车在赛道上获得了极大的成功,如图2-14所示。

图2-14 保时捷PDK变速器

随着电子控制技术与液压控制组件的日趋成熟,PDK变速器才正式在997的小改款中推出,并以7速的PDK双离合变速器全面取代Tiptronic变速器。

PDK双离合变速器由一个传统手动变速器和一个能够操纵两套独立变速器的液压控制系统组成。两个沿径向布置的湿式离合器可以通过液压控制,并使用变速器油提供冷却和润滑。目前,PDK变速器在911、Boxster、Cayman以及Panamera车型中都有装备。

5.三菱SST

三菱的新型手自一体变速器使用了双离合器系统来实现动力传输的高效性,使车辆不仅拥有手动变速器的效果,而且还能够实现非常顺畅自如的挡位变换。在快速的升降挡过程中,由于双离合器所拥有的高效动力传输机构,使得它们不仅可以快速地加速,而且也能够保证良好的经济性。双离合器SST系统还有三个不同的操控设置,以用于适应不同的路面情况,能够保证市区行驶的快速反应,而在城外快速路上,也可以实现线性的运动感受,如图2-15所示。

图2-15 三菱SST双离合变速器

1)机械结构

双离合器SST系统将单数的1挡、3挡、5挡和偶数的2挡、4挡、6挡分别设置在了两根传动轴上,每根轴都单独与一个离合器相连。两个离合器都可以被精确控制,从而提高反应速度,带来流畅性和无拖延的感觉,而且在动力的输出表现方面,也相当顺畅。通过使用离合器而不是液力偶合器来传递动力,能够保证双离合器SST在结构上更加简单,避免了传递过程中的动力损失,从而使动力的传输更加高效、燃油经济性更好。

2)驾驶模式

双离合器SST系统可以使驾驶员选择三种换挡模式:普通、运动和超级运动模式,从而适应各种驾驶环境的需要。

(1)普通模式:用于市区行驶和其他的普通驾驶条件,普通模式会自动降低发动机换挡转速点,从而保证更加顺畅的换挡和更好的燃油经济性。

(2)运动模式:在山区或者是需要发动机制动的情况下,运动模式能够提升发动机换挡转速点,加快换挡速度。这样就能更加迅速地表现出油门效果,以增加车辆与驾驶员的沟通。

(3)超级运动模式:与运动模式相比,超级运动模式能够在更高转速下保证非常轻快的换挡感觉。

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